JP2002127074A - Connecting unit for turning angle sensor and actuator using this connecting unit - Google Patents
Connecting unit for turning angle sensor and actuator using this connecting unitInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は回転角センサ用接続
ユニット及びこれを用いたアクチュエータに関し、特に
ペット用ロボットの腕または脚の関節の回転角センサ用
接続ユニット及びこれを用いたアクチュエータ(ロボッ
ト)に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotation angle sensor connection unit and an actuator using the same, and more particularly, to a rotation angle sensor connection unit for an arm or a leg joint of a pet robot and an actuator (robot) using the same. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のロボットでは、関節の電気的接続
は関節の先端が無限に回転する場合は、スリップリング
が、有限回転の場合はフラットケーブルなどのケーブル
が用いられるのが一般的である。2. Description of the Related Art In a conventional robot, a slip ring is generally used for electrical connection of a joint when the tip of the joint rotates infinitely, and a cable such as a flat cable is used for a finite rotation. .
【0003】各関節は、これを動かすモータが必要であ
り、このモータによって回転させられる各関節の回転を
センシングする回転角センサも必要となる。また、これ
らモータの入力とセンサの出力を、ロボット本体と各関
節または腕または脚との間でやりとりするのを、上記し
たスリップリングやケーブルを使って行っていた。[0003] Each joint requires a motor to move it, and a rotation angle sensor for sensing the rotation of each joint rotated by the motor is also required. Also, the input and output of the motor and the output of the sensor are exchanged between the robot main body and each joint or arm or leg by using the above-described slip ring or cable.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術にあっては、関節数が多くなると関節の回転
駆動用のモータや関節の回転角センサの数も多くなり、
スリップリングを用いると、スリップリングが大型化
し、これに伴ってアクチュエータ(ロボット)が大型化
するという問題が発生し、ケーブルを使った場合にはケ
ーブルの配線数が多くなり、配線が困難になるという問
題があった。特に、ペットロボットにおいては、小型化
が強く要求され、その腕や脚には多数のセンサやモータ
などの駆動体が取り付けられるので、特に問題になって
いた。However, in the above-mentioned prior art, when the number of joints increases, the number of motors for rotationally driving the joints and the number of rotation angle sensors for the joints also increase.
If a slip ring is used, the size of the slip ring becomes large, and the size of the actuator (robot) accordingly increases. If a cable is used, the number of wires of the cable increases, making wiring difficult. There was a problem. In particular, the pet robot is strongly required to be miniaturized, and a large number of sensors, motors, and other driving bodies are attached to its arms and legs, which has been a particular problem.
【0005】本発明の目的は、ロボットの腕や脚の関節
の電気的接続がシンプルで小型化が可能な回転角センサ
用接続ユニット及びそれを用いたアクチュエータを提供
する事にある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a connection unit for a rotation angle sensor in which the electrical connection of the joints of the arms and legs of the robot is simple and can be miniaturized, and an actuator using the same.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の回転角センサ用接続ユニットは、第1の端
子群を保持する第1の環状ケースと、第2の端子群を保
持すると共にC字状の抵抗体と前記第2の端子群に接続
される第1の環状導体とを搭載し、前記第1の環状ケー
スに対して相対的に回動可能に装着される第2の環状ケ
ースとを備え、前記C字状の抵抗体の少なくとも一端は
前記第1の環状導体と接続され、前記第1の端子群の一
端子が前記C字状の抵抗体に摺接すると共に前記第1の
端子群の異なる端子が前記第1の環状導体に摺接するこ
とを特徴とするこの構成により、回転角センサとスリッ
プリングが一体に形成されているので、接続ユニットの
構造が簡単で、コンパクトになる。In order to solve the above-mentioned problems, a connection unit for a rotation angle sensor according to the present invention has a first annular case for holding a first terminal group and a second annular case for holding a second terminal group. A second annular conductor mounted with a C-shaped resistor and a first annular conductor connected to the second terminal group, and rotatably attached to the first annular case. At least one end of the C-shaped resistor is connected to the first annular conductor, and one terminal of the first terminal group slides on the C-shaped resistor, and According to this configuration, wherein different terminals of the first terminal group are in sliding contact with the first annular conductor, the rotation angle sensor and the slip ring are integrally formed, so that the structure of the connection unit is simple, Become compact.
【0007】また、前記第1の端子群と第2の端子群
は、回動の軸線方向で互いに逆向きに前記第1の環状ケ
ース及び前記第2の環状ケースから引き出されている。
この記載により、各端子群がそれが接続される配線の方
へ引き出されているので、ケーブルの接続が簡単にでき
る。The first terminal group and the second terminal group are drawn out of the first annular case and the second annular case in directions opposite to each other in the axial direction of rotation.
According to this description, since each terminal group is drawn out toward the wiring to which it is connected, it is possible to easily connect the cables.
【0008】また、第3の端子群を保持すると共に前記
第1の環状ケースと同心状に位置が固定される第3の環
状ケースと、第4の端子群を保持すると共に前記第4の
端子群に接続される第2の環状導体とを搭載し、前記第
2の環状ケースと同心状に位置が固定される第4の環状
ケースとを備え、前記第3の端子群の少なくとも一端子
が前記第2の環状導体に摺接する。この構成により、各
単位接続ユニットを一体にできるため取り扱いが容易に
なり組立がし易い。A third annular case holding a third terminal group and fixed in position concentrically with the first annular case; a fourth terminal group holding and a fourth terminal group; A second annular conductor connected to the group, and a fourth annular case whose position is fixed concentrically with the second annular case, wherein at least one terminal of the third terminal group is provided. A sliding contact is made with the second annular conductor. With this configuration, each unit connection unit can be integrated, so that handling is easy and assembly is easy.
【0009】また、前記第1の環状ケースと前記第3の
環状ケースは回転の軸線方向で略同位置にあると共に、
前記第2の環状ケースと前記第4のケースが回転の軸線
方向で略同位置にあるようにした。この構成により、各
端子の位置が略同一平面上にあるので、各端子を同一基
板に一括接続できるため、接続作業が容易になる。The first annular case and the third annular case are located at substantially the same position in the axial direction of rotation.
The second annular case and the fourth case are located at substantially the same position in the rotation axis direction. With this configuration, since the positions of the terminals are substantially on the same plane, the terminals can be collectively connected to the same substrate, thereby facilitating the connection operation.
【0010】また、請求項1記載の回転角センサ用接続
ユニットを第1の支持体と第2の支持体との間に介装
し、前記第1の環状ケースは前記第1の支持体に、前記
第2の環状ケースは前記第2の支持体にそれぞれ固定
し、モータを前記第1の支持体に固定すると共に、この
モータの回動軸を前記第2の支持体に固定し、かつ前記
第2の環状ケースに同心状に固定することを特徴とする
アクチュエータ。この構成により、簡単な構造で回転角
センサの内蔵されたアクチュエータを提供できる。Further, the connection unit for a rotation angle sensor according to claim 1 is interposed between a first support and a second support, and the first annular case is attached to the first support. The second annular case is fixed to the second support, a motor is fixed to the first support, and a rotation shaft of the motor is fixed to the second support, and An actuator fixed concentrically to the second annular case. With this configuration, it is possible to provide an actuator having a built-in rotation angle sensor with a simple structure.
【0011】また、請求項3記載の回転角センサ用接続
ユニットを第1の支持体と第2の支持体との間に介装
し、前記第3の環状ケースは前記第1の支持体に、前記
第4の環状ケースは前記第2の支持体にそれぞれ固定
し、モータを前記第1の支持体に固定すると共に、この
モータの回転軸を前記第2の支持体に固定し、かつ前記
第4の環状ケースに同心状に固定することを特徴とする
アクチュエータ。この構成により、制御部は本体(胴
体)にあり、本体に近い関節ほど配線が多数必要になる
ので、径の異なる単位接続ユニットを複数使うことで本
体に近い所では配線数を確保し、遠い所ではコンパクト
にすることができ、更に異なる接続ユニット毎に完全に
個別の接続ユニットを用意するのに比べて、各単位接続
ユニットを共用化することにより標準化ができ、従って
安価に製作できる。Further, the connection unit for a rotation angle sensor according to claim 3 is interposed between a first support and a second support, and the third annular case is attached to the first support. The fourth annular case is fixed to the second support, a motor is fixed to the first support, and a rotation shaft of the motor is fixed to the second support, and An actuator fixed concentrically to a fourth annular case. According to this configuration, the control unit is provided in the main body (body), and the joints closer to the main body require a larger number of wirings. Therefore, by using a plurality of unit connection units having different diameters, the number of wirings is secured near the main body, and the distance is increased. In place, it can be made compact, and compared to preparing completely separate connection units for different connection units, standardization can be achieved by sharing each unit connection unit, so that it can be manufactured at low cost.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の接続ユニット及びそれを
用いたアクチュエータの実施形態を図1〜図6に基づい
て説明する。図1は本実施形態を示す組み立て図、図2
は本実施形態の各単位接続ユニットを分解して示す縦断
面図、図3は図2の3−3線による横断面図、図4は図
2の3−3線による横断面図、図5は図2の5−5線に
よる横断面図、図6は本実施形態の配線などの電気的接
続状態を示す模式図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a connection unit according to the present invention and an actuator using the same will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an assembly view showing the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is an exploded longitudinal sectional view of each unit connection unit of the present embodiment, FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2, FIG. 4 is a transverse sectional view taken along line 3-3 in FIG. Is a cross-sectional view taken along the line 5-5 in FIG. 2, and FIG. 6 is a schematic view showing an electrical connection state of wiring and the like according to the present embodiment.
【0013】本実施形態の回転角用接続ユニットを用い
たアクチュエータ(ロボット)1は本体2、第1腕3、
第2腕4、手掌部5、第1の接続ユニット6、第2の接
続ユニット7、第3の接続ユニット8から構成されてい
る。本体2はペットロボットの胴体に当たり、ここから
第1腕3、第2腕4、手掌5が延びている。An actuator (robot) 1 using the rotation angle connection unit of the present embodiment comprises a main body 2, a first arm 3,
It comprises a second arm 4, a palm 5, a first connection unit 6, a second connection unit 7, and a third connection unit 8. The main body 2 corresponds to the body of the pet robot, from which the first arm 3, the second arm 4, and the palm 5 extend.
【0014】本体1は第1の支持体2aに第1のモータ
2bと、回路2cへの配線2dと、回路2cが設けられ
ており、アクチュエータ1の胴体を形成する部分であ
る。The main body 1 is provided with a first motor 2b, a wiring 2d to a circuit 2c, and a circuit 2c on a first support 2a, and forms a body of the actuator 1.
【0015】第1の腕3は、第2の支持体3aに第2の
モータ3bと、第1のモータ2bの回転軸2b’の先端
を支持体3aに固定する固定部3cと、第1のコネクタ
3dと、第1のコネクタ3dからの配線3eが設けられ
ている。The first arm 3 includes a second motor 3b on the second support 3a, a fixing portion 3c for fixing the tip of the rotating shaft 2b 'of the first motor 2b to the support 3a, And a wiring 3e from the first connector 3d.
【0016】第2の腕4は、第3の支持体4aに第3の
モータ4bと、第2のモータ3bの回転軸3b’の先端
を支持体4aに固定する固定部4cと、第2のコネクタ
4dと、第2のコネクタ4dからの配線4eが設けられ
ている。The second arm 4 includes a third motor 4b on the third support 4a, a fixing portion 4c for fixing the tip of the rotating shaft 3b 'of the second motor 3b to the support 4a, And a wiring 4e from the second connector 4d.
【0017】手掌部5は、第4の支持体5aに、第3の
モータ4bの回転軸4b’の先端を支持体5aに固定す
る固定部5bと、第3のコネクタ5cと、第3のコネク
タ5cからの配線5dが設けられている。The palm portion 5 includes a fixing portion 5b for fixing the tip of the rotation shaft 4b 'of the third motor 4b to the support 5a, a third connector 5c, and a third connector 5c. A wiring 5d from the connector 5c is provided.
【0018】第1の接続ユニット6は本体2と第1腕3
とを電気的、機械的に回転可能に接続する関節部分で、
第1の単位接続ユニット6aと、第2の単位接続ユニッ
ト6bと、第3の単位接続ユニット6cが同心状に配置
され、嵌合などの適宜な方法で互いに固定され一つにま
とめられている。第1の単位接続ユニット6aは第2の
単位接続ユニット6bの中央凹部にはめ込まれ、第2の
単位接続ユニット6bは第3の単位接続ユニット6cの
中央凹部にはめ込まれて一体となっている。この構成に
より、各単位接続ユニットが一体とされるので取り扱い
が容易になる上、各単位接続ユニットの各端子群が、回
動軸方向に略同位置にそろって、各端子群の各端子が略
同一平面上にあるので、各端子を同一の基板に一括接続
できる。また、第1の接続ユニット6の固定側から、端
子群6fが延出し基板6dに固定され、基板6dは第1
の支持体2aに固定されている。また、第1の接続ユニ
ット6の可動側からは端子群6gが端子群6fと回動軸
方向で逆向きに引き出され、基板6eに固定され、基板
6eは第2の支持体3aに固定されている。各端子がそ
れが接続される基板の方に引き出されているので、基板
との接続が簡単になる。The first connection unit 6 includes the main body 2 and the first arm 3
And the joint part that connects electrically and mechanically rotatably,
The first unit connection unit 6a, the second unit connection unit 6b, and the third unit connection unit 6c are arranged concentrically, fixed to each other by an appropriate method such as fitting, and combined into one. . The first unit connection unit 6a is fitted in the center recess of the second unit connection unit 6b, and the second unit connection unit 6b is fitted in the center recess of the third unit connection unit 6c to be integrated. With this configuration, each unit connection unit is integrated, so that handling is easy, and each terminal group of each unit connection unit is aligned at substantially the same position in the rotation axis direction, so that each terminal of each terminal group is Since the terminals are substantially on the same plane, each terminal can be collectively connected to the same substrate. Also, from the fixed side of the first connection unit 6, the terminal group 6f is fixed to the extension board 6d, and the board 6d is
Is fixed to the support 2a. Further, the terminal group 6g is pulled out from the movable side of the first connection unit 6 in the direction opposite to the rotation direction of the terminal group 6f, and is fixed to the substrate 6e. The substrate 6e is fixed to the second support 3a. ing. Since each terminal is drawn out toward the board to which it is connected, connection with the board is simplified.
【0019】第1の単位接続ユニット6aは、第1の環
状ケース6a1と、この第1の環状ケースに対して回動
可能に装着された第2の環状ケース6a2とからなり、
第2の環状ケース6a2に環状導体6a3,6a5が銀
粉をバインダ樹脂と混合したインクによって印刷形成さ
れ、両導体6a3,6a5の間にはC字状の抵抗体6a
4がカーボン等をバインダ樹脂と混合したインクによっ
て印刷形成されている。抵抗体6a4の両端は、二つの
環状導体6a3,6a5にそれぞれ印刷工程で設けられ
ている凸部に印刷工程で重ねられ電気的に環状導体6a
3,6a5に導通している。更に、二つの環状導体6a
3,6a5と、第2の環状ケースに固定され外部へ導出
される第2の端子群6g1の2本の端子とがそれぞれ電
気的に接続されている。第1の環状ケース6a1には、
第1の端子群6f1が第1の環状ケース6a1に対して
抜き差し自在で、第2の環状ケース6a2に対して弾性
的に押圧するように保持されている。第2の環状ケース
6a2が第1の環状ケース6a1に対して回動すると
き、第1の端子群6f1の内、中央の端子TはC字状の
抵抗体6a4の上を摺接し、第1の端子群6f1の内、
中央の端子T以外の2本の端子T1,T2は環状導体6
a3,6a5の上を摺接し電気的導通を保っている。端
子T1,T2は一方はアースに接続され、他方は所定の
電圧が印加されている。端子TはC字状の抵抗体6a4
に発生した電圧勾配によって、端子Tの回動位置に応じ
た電圧を発生しこれを検出して回転角センサの機能を有
することになる。ここでは、回転角センサとスリップリ
ングが一つの単位接続ユニット内に一体に形成されてい
るので、構造が簡単でコンパクトになる。The first unit connection unit 6a comprises a first annular case 6a1 and a second annular case 6a2 rotatably mounted on the first annular case.
Annular conductors 6a3 and 6a5 are formed on the second annular case 6a2 by printing using ink obtained by mixing silver powder with a binder resin, and a C-shaped resistor 6a is provided between the conductors 6a3 and 6a5.
Reference numeral 4 is formed by printing with ink obtained by mixing carbon or the like with a binder resin. Both ends of the resistor 6a4 are overlapped in the printing process on the protrusions provided in the printing process on the two annular conductors 6a3 and 6a5, respectively, and electrically connected to the annular conductor 6a
It is electrically connected to 3, 6a5. Furthermore, two annular conductors 6a
3, 6a5 and two terminals of a second terminal group 6g1 fixed to the second annular case and led out to the outside are respectively electrically connected. In the first annular case 6a1,
The first terminal group 6f1 is held so as to be able to be freely inserted and removed from the first annular case 6a1 and to be elastically pressed against the second annular case 6a2. When the second annular case 6a2 rotates with respect to the first annular case 6a1, the center terminal T of the first terminal group 6f1 slides on the C-shaped resistor 6a4, and Of the terminal group 6f1 of
Two terminals T1 and T2 other than the center terminal T are annular conductors 6.
a3, 6a5 are slid in contact with each other to maintain electrical continuity. One of the terminals T1 and T2 is connected to the ground, and the other is applied with a predetermined voltage. Terminal T is a C-shaped resistor 6a4
In accordance with the generated voltage gradient, a voltage corresponding to the rotational position of the terminal T is generated and detected to have a function of a rotation angle sensor. Here, since the rotation angle sensor and the slip ring are integrally formed in one unit connection unit, the structure is simple and compact.
【0020】第2の単位接続ユニット6bは、第3の環
状ケース6b1と、この第3の環状ケース6b1に対し
て回転可能に装着された第4の環状ケース6b2とから
なり、第4の環状ケース6b2には環状導体6b3,6
b4,6b5が銀粉をバインダ樹脂と混合したインクに
よって印刷形成されている。また、三個のリング状の導
体部6b3,6b4,6b5と、第4の環状ケース6b
2に固定され外部へ導出される第4の端子群6g2がそ
れぞれ接続されている。第3の環状ケース6b1には、
第3の端子群6f2が第3の環状ケース6b1に対して
抜き差し自在で、第4の環状ケース6b2に対して弾性
的に押圧するように保持されている。第4の環状ケース
6b2が第3の環状ケース6b1に対して回動すると
き、第3の端子群6f2は環状導体6b3,6b4,6
b5の上を摺接して電気的導通を保っている。The second unit connection unit 6b comprises a third annular case 6b1 and a fourth annular case 6b2 rotatably mounted on the third annular case 6b1. The case 6b2 has annular conductors 6b3, 6
b4 and 6b5 are formed by printing with ink obtained by mixing silver powder with a binder resin. Further, three ring-shaped conductor portions 6b3, 6b4, 6b5 and a fourth annular case 6b
The second terminal group 6g2, which is fixed to 2 and led out, is connected to each. In the third annular case 6b1,
The third terminal group 6f2 is held so as to be able to be freely inserted and removed from the third annular case 6b1, and to be elastically pressed against the fourth annular case 6b2. When the fourth annular case 6b2 rotates with respect to the third annular case 6b1, the third terminal group 6f2 includes the annular conductors 6b3, 6b4, 6
The electrical continuity is maintained by sliding on b5.
【0021】第3の単位接続ユニット6cは、第5の環
状ケース6c1と、この第5の環状ケース6c1に対し
て回動可能に装着された第6の環状ケース6c2とから
なり、第6の環状ケース6c2には環状導体6c3,6
c4,6c5が銀粉をバインダ樹脂と混合したインクに
よって印刷形成されている。また、三個の環状導体6c
3,6c4,6c5と、第6のケース6c2に固定され
外部へ導出される第6の端子群6g3がそれぞれ接続さ
れている。第5の環状ケース6c1には、第5の端子群
6f3が第5の環状ケース6c1に対して抜き差し自在
で、第6の環状ケース6c2に対して弾性的に押圧する
ように保持されている。第6の環状ケース6c2が第5
の環状ケース6c1に対して回動するとき、第5の端子
群6f3は環状導体6c3,6c4,6c5の上を摺接
して電気的導通を保っている。The third unit connection unit 6c includes a fifth annular case 6c1 and a sixth annular case 6c2 rotatably mounted on the fifth annular case 6c1. The annular case 6c2 includes annular conductors 6c3, 6
c4 and 6c5 are formed by printing with an ink obtained by mixing silver powder with a binder resin. Also, three annular conductors 6c
3, 6c4, 6c5, and a sixth terminal group 6g3 fixed to the sixth case 6c2 and led out to the outside. In the fifth annular case 6c1, a fifth terminal group 6f3 is held so as to be freely inserted into and removed from the fifth annular case 6c1, and to elastically press the sixth annular case 6c2. The sixth annular case 6c2 is the fifth
When rotating with respect to the annular case 6c1, the fifth terminal group 6f3 slides on the annular conductors 6c3, 6c4, 6c5 to maintain electrical continuity.
【0022】第2の接続ユニット7は、第1腕3と第2
腕4とを電気的、機械的に回転可能に接続する部分で、
第1の単位接続ユニット6aと、第2の単位接続ユニッ
ト6bが同心状に配置され、嵌合などの適宜な方法で互
いに固定され一つにまとめられている。第1の単位接続
ユニット6aは第2の単位接続ユニット6bの中央凹部
にはめ込まれて一体となっている。即ち、第2の接続ユ
ニット7は、第1の接続ユニット6から第3の単位接続
ユニット6cを取り除いたものである。また、第2の接
続ユニット7の固定側から、端子群7eが延出し基板7
cに固定され、基板7cは第2の支持体3aに固定され
ている。また、第2の接続ユニット7の可動側からは端
子群7fが端子群7eと回転軸方向で逆向きに引き出さ
れ、基板7dに固定されている。基板7dは第3の支持
体4aに固定されている。The second connection unit 7 includes the first arm 3 and the second arm
A part that electrically and mechanically connects the arm 4 to the arm 4,
The first unit connection unit 6a and the second unit connection unit 6b are arranged concentrically, are fixed to each other by an appropriate method such as fitting, and are integrated into one. The first unit connection unit 6a is fitted into the central recess of the second unit connection unit 6b to be integrated. That is, the second connection unit 7 is obtained by removing the third unit connection unit 6c from the first connection unit 6. Further, from the fixed side of the second connection unit 7, the terminal group 7e
c, and the substrate 7c is fixed to the second support 3a. A terminal group 7f is pulled out from the movable side of the second connection unit 7 in a direction opposite to the terminal group 7e in the rotation axis direction, and is fixed to the substrate 7d. The substrate 7d is fixed to the third support 4a.
【0023】第3の接続ユニット8は、第2の腕4と手
掌部5とを電気的、機械的に回転可能に接続する部分
で、第1の単位接続ユニット6aのみが用いられてい
る。即ち、第3の接続ユニット8は、第2の接続ユニッ
ト7から第2の単位接続ユニット6bを取り除いたもの
である。 また、第3の接続ユニット8の固定側から、
端子群8dが引き出され基板8bに固定され、基板8b
は第3の支持体4aに固定されている。また、第3の接
続ユニット8の可動側からは端子群8eが端子群8dと
回転軸方向で逆向きに引き出され、基板8cに固定され
ている。基板8cは第3の支持体4aに固定されてい
る。The third connection unit 8 is a portion for electrically and mechanically rotatably connecting the second arm 4 and the palm part 5, and uses only the first unit connection unit 6a. That is, the third connection unit 8 is obtained by removing the second unit connection unit 6b from the second connection unit 7. Also, from the fixed side of the third connection unit 8,
The terminal group 8d is pulled out and fixed to the substrate 8b.
Is fixed to the third support 4a. Further, from the movable side of the third connection unit 8, the terminal group 8e is pulled out in the direction opposite to the terminal group 8d in the rotation axis direction, and is fixed to the substrate 8c. The substrate 8c is fixed to the third support 4a.
【0024】上記したように、第1の接続ユニット6、
第2の接続ユニット7、第3の接続ユニット8の各接続
ユニットは、第1の単位接続ユニット6a、第2の単位
接続ユニット6b、第3の単位接続ユニット6cを単独
で、または2つ組み合わせて、或いは3つ組み合わせて
構成するので、部品の共用化、標準化ができ各接続ユニ
ットを別個に作製するよりはるかに効率的に作製でき
る。また、要求される回路数に応じて、接続ユニットの
回路数を調整できる。As described above, the first connection unit 6,
Each connection unit of the second connection unit 7 and the third connection unit 8 includes the first unit connection unit 6a, the second unit connection unit 6b, and the third unit connection unit 6c alone or in combination. Or a combination of the three, the components can be shared and standardized, and the connection units can be manufactured much more efficiently than separately. Also, the number of circuits of the connection unit can be adjusted according to the required number of circuits.
【0025】上記部品構成により、本実施形態の接続ユ
ニット及びそれを用いたアクチュエータの動作を説明す
る。本体1の支持体2aに固定されたモータ2bに回路
2cの中にある制御部(図示せず)より配線2dを通じ
て電圧が加えられると、モータ2bの回転軸2b’が回
転する。回転軸2b’の先端は第1腕3の支持体3a上
に固定部3cにより固定されているので、第1腕3はモ
−タ2bの回転軸2b’の周りを回動する。このとき第
1腕3の回動は、第1の単位接続ユニット6aの内部に
ある回転角センサの出力を回路2cが受けて、制御部が
回転角を制御する。また、回転角センサの出力と回路2
c内の制御部の制御信号は配線2dを通じてやりとりさ
れる。次に第1腕3の支持体3aに固定されているモー
タ3bに回路2cの中の制御部の指示により電圧が加え
られると、回転軸3b’が回動し、回転軸3b’の先端
は第2腕4の支持体4a上に固定部4cにより固定され
ているので、第2腕4は回転軸3b’の周りを回動す
る。このときも同様に、第2腕4の回動は、第1の単位
接続ユニット6aの内部にある回転角センサの出力を回
路2cが受けて、制御部が回転角を制御する。また、回
転角センサの出力と回路2c内の制御部の制御信号は配
線3e,2dを通じてやりとりされる。次に第2腕4の
支持体4aに固定されているモータ4bに回路2cの中
の制御部の指示により電圧が加えられると、回転軸4
b’が回動し、回転軸4b’の先端は手掌5の支持体5
a上に固定部5bにより固定されているので、手掌5は
回転軸4b’の周りを回動する。このときも同様に、手
掌5の回転は、第1の単位接続ユニット6aの内部にあ
る回転角センサの出力を回路2cが受けて、制御部が回
転角を制御する。また、回転角センサの出力と回路2c
内の制御部の制御信号は配線4e,3e,2dを通じて
やりとりされる。The operation of the connection unit according to the present embodiment and the actuator using the connection unit will be described with reference to the above-described components. When a voltage is applied to the motor 2b fixed to the support 2a of the main body 1 from the control unit (not shown) in the circuit 2c through the wiring 2d, the rotating shaft 2b 'of the motor 2b rotates. Since the tip of the rotation shaft 2b 'is fixed on the support 3a of the first arm 3 by the fixing portion 3c, the first arm 3 rotates around the rotation shaft 2b' of the motor 2b. At this time, when the first arm 3 rotates, the circuit 2c receives the output of the rotation angle sensor inside the first unit connection unit 6a, and the control unit controls the rotation angle. The output of the rotation angle sensor and the circuit 2
The control signal of the control unit in c is exchanged through the wiring 2d. Next, when a voltage is applied to the motor 3b fixed to the support 3a of the first arm 3 by an instruction of the control unit in the circuit 2c, the rotating shaft 3b 'rotates, and the tip of the rotating shaft 3b' Since the second arm 4 is fixed on the support 4a of the second arm 4 by the fixing portion 4c, the second arm 4 rotates around the rotation axis 3b '. Similarly, at this time, the rotation of the second arm 4 is controlled by the control unit which controls the rotation angle by receiving the output of the rotation angle sensor inside the first unit connection unit 6a by the circuit 2c. Further, the output of the rotation angle sensor and the control signal of the control unit in the circuit 2c are exchanged through the wirings 3e and 2d. Next, when a voltage is applied to the motor 4b fixed to the support 4a of the second arm 4 according to an instruction from the control unit in the circuit 2c, the rotation shaft 4
b ′ rotates, and the tip of the rotating shaft 4 b ′ is
The palm 5 rotates around the rotation axis 4b 'because the palm 5 is fixed on the a by the fixing portion 5b. Similarly, at this time, the rotation of the palm 5 is controlled by the controller 2c receiving the output of the rotation angle sensor inside the first unit connection unit 6a by the circuit 2c. The output of the rotation angle sensor and the circuit 2c
The control signal of the control unit in the inside is exchanged through the wirings 4e, 3e, 2d.
【0026】図6を用いて、信号の流れに沿ってアクチ
ュエータの動きを説明する。図6は本実施形態の接続ユ
ニット及びそれを用いたアクチュエータを模式的に表し
た図で、図1〜図4と同じものをさす場合は、同じ番号
を付している。モータ入力(MTR1−IN,MTR2
−IN,MTR3−IN)は本体2、第1腕3、第2腕
4及び手掌5に設けられたモータ4b、3b、2bへの
電源入力ラインを示す。各電源入力ラインが接続ユニッ
ト6,7を通過するときは各接続ユニットに内蔵されて
いるスリップリングにより導通が保持されている。モー
タのアース(MTR−GND)は1本のラインで、全て
のモータのアース端子につながっており、同様に接続ユ
ニット6,7を通過するときは、各接続ユニット6,7
に内蔵されているスリップリングによって導通が保持さ
れている。モータ2b,3b,4bのアースを1本のラ
インで済ませているので、配線数がその分少なくなって
いる。センサの電源入力ライン(SENS−IN)とア
ースの入力ライン(SENS−GND)は接続ユニット
6,7,8に内蔵されているC字状抵抗体6a4の両端
に接続されている。よって、C字状抵抗体6a4に電圧
勾配が発生しこれに従い、リング状抵抗体6a4の上を
摺接する端子Tに第1の単位接続ユニット6aの第1の
ケース6a1と第2のケース6a2との相対回転角度が
電圧値として端子Tに現れ、リング状抵抗体6a4と端
子Tとで回転角センサを構成している。第1の接続ユニ
ット6、第2の接続ユニット7、第3の接続ユニット8
からそれぞれ端子Tの出力として、センサ出力(SEN
S−3OUT,SENS−2OUT、SENS−1OU
T)が出力される。The movement of the actuator along the signal flow will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the connection unit of the present embodiment and an actuator using the same. When the same units as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals. Motor input (MTR1-IN, MTR2
-IN, MTR3-IN) indicate power input lines to the motors 4b, 3b, 2b provided on the main body 2, the first arm 3, the second arm 4, and the palm 5. When each power input line passes through the connection units 6 and 7, conduction is maintained by a slip ring built in each connection unit. The motor ground (MTR-GND) is a single line that is connected to the ground terminals of all motors. Similarly, when passing through the connection units 6 and 7,
The continuity is maintained by the slip ring incorporated in the. Since the grounding of the motors 2b, 3b, 4b is completed by one line, the number of wirings is reduced accordingly. The power supply input line (SENS-IN) and the ground input line (SENS-GND) of the sensor are connected to both ends of a C-shaped resistor 6a4 built in the connection units 6, 7, and 8, respectively. Accordingly, a voltage gradient is generated in the C-shaped resistor 6a4, and accordingly, the first case 6a1 and the second case 6a2 of the first unit connection unit 6a are connected to the terminal T sliding on the ring-shaped resistor 6a4. Appears at the terminal T as a voltage value, and the ring-shaped resistor 6a4 and the terminal T constitute a rotation angle sensor. First connection unit 6, second connection unit 7, third connection unit 8
From the sensor output (SEN
S-3OUT, SENS-2OUT, SENS-1OU
T) is output.
【0027】本実施形態によれば、センサとしては、本
体、第1腕、第2腕、手掌の相対的回転を出力する回転
角センサのみが開示されているが、本願はこれに限定さ
れることなく、例えばアクチュエータ(ロボットアー
ム)の先端に他の物体の近接を感知する近接センサを設
ける等他種のセンサを設けてもよい。According to the present embodiment, as the sensor, only the rotation angle sensor that outputs the relative rotation of the main body, the first arm, the second arm, and the palm is disclosed, but the present invention is not limited to this. Instead, another type of sensor such as a proximity sensor that detects the proximity of another object may be provided at the tip of the actuator (robot arm).
【0028】[0028]
【発明の効果】上記したように、本発明の回転角センサ
用接続ユニットは、第1の端子群を保持する第1の環状
ケースと、第2の端子群を保持すると共にC字状の抵抗
体と第2の端子群に接続される第1の環状導体とを搭載
し、第1の環状ケースに対して相対的に回動可能に装着
される第2の環状ケースとを備え、C字状の抵抗体の少
なくとも一端は第1の環状導体と接続され、第1の端子
群の一端子がC字状の抵抗体に摺接すると共に第1の端
子群の異なる端子が第1の環状導体に摺接するようにし
たので、回転角センサとスリップリングが一体に形成さ
れているので、接続ユニットの構造が簡単で、コンパク
トになる。As described above, a connection unit for a rotation angle sensor according to the present invention has a first annular case for holding a first terminal group, and a C-shaped resistor for holding a second terminal group. A second annular case mounted on the body and a first annular conductor connected to the second terminal group, the second annular case being rotatably mounted relative to the first annular case; At least one end of the first resistor group is connected to the first annular conductor, one terminal of the first terminal group is in sliding contact with the C-shaped resistor, and another terminal of the first terminal group is the first annular conductor. Since the rotation angle sensor and the slip ring are formed integrally with each other, the structure of the connection unit is simple and compact.
【0029】また本発明のアクチュエータは、複数の単
位接続ユニットを組み合わせた回転角センサ用接続ユニ
ットを第1の支持体と第2の支持体との間に介装し、第
3の環状ケースは前記第1の支持体に、第4の環状ケー
スは第2の支持体にそれぞれ固定し、モータを第1の支
持体に固定すると共にこのモータの回転軸を第2の支持
体に固定し、かつ第4の環状ケースに同心状に固定する
ようにした。この構成により、制御部は本体(胴体)に
あり、本体に近い関節ほど配線が多数必要になるので、
径の異なる単位接続ユニットを複数使うことで本体に近
い所では配線数を確保し、遠い所ではコンパクトにする
ことができ、更に異なる接続ユニット毎に完全に個別の
接続ユニットを用意するのに比べて、各単位接続ユニッ
トを共用化することにより標準化ができ、従って安価に
製作できる。In the actuator of the present invention, a connection unit for a rotation angle sensor in which a plurality of unit connection units are combined is interposed between a first support and a second support. A fourth annular case fixed to the first support, a fourth annular case fixed to the second support, a motor fixed to the first support, and a rotating shaft of the motor fixed to the second support; Further, it is fixed concentrically to the fourth annular case. With this configuration, the control unit is located on the main body (body), and the joints closer to the main body require more wiring,
By using multiple connection units with different diameters, it is possible to secure the number of wires near the main unit and make it compact at a distant place, and to prepare completely separate connection units for different connection units. Thus, standardization can be achieved by sharing each unit connection unit, so that it can be manufactured at low cost.
【図1】本発明のアクチュエータ(ロボット)を示す組
み立て図である。FIG. 1 is an assembly view showing an actuator (robot) of the present invention.
【図2】本発明のアクチュエータ(ロボット)の各単位
接続ユニットを分解して示す縦断面図である。FIG. 2 is an exploded longitudinal sectional view showing each unit connection unit of the actuator (robot) of the present invention.
【図3】図3の3−3線による横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 3;
【図4】図3の4−4線による横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3;
【図5】図3の5−5線による横断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG. 3;
【図6】本発明のアクチュエータ(ロボット)の配線な
どの電気的接続状態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an electrical connection state of wiring and the like of the actuator (robot) of the present invention.
1 アクチュエータ 2 本体 3 第1腕 4 第2腕 5 手掌部 6 第1の接続ユニット 6a 第1の単位接続ユニット 6b 第2の単位接続ユニット 6c 第3の単位接続ユニット 6f1 第1の端子群 6g1 第2の端子群 6a1 第1の環状ケース 6a2 第2の環状ケース 6a3,6a5 第1の環状導体 6a4 C字状の抵抗体 7 第2の接続ユニット 8 第3の接続ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 2 Main body 3 1st arm 4 2nd arm 5 palm part 6 1st connection unit 6a 1st unit connection unit 6b 2nd unit connection unit 6c 3rd unit connection unit 6f1 1st terminal group 6g1 1st 2nd terminal group 6a1 First annular case 6a2 Second annular case 6a3, 6a5 First annular conductor 6a4 C-shaped resistor 7 Second connection unit 8 Third connection unit
Claims (6)
スと、第2の端子群を保持すると共にC字状の抵抗体と
前記第2の端子群に接続される第1の環状導体とを搭載
し、前記第1の環状ケースに対して相対的に回動可能に
装着される第2の環状ケースとを備え、前記C字状の抵
抗体の少なくとも一端は前記第1の環状導体と接続さ
れ、前記第1の端子群の一端子が前記C字状の抵抗体に
摺接すると共に前記第1の端子群の異なる端子が前記第
1の環状導体に摺接することを特徴とする回転角センサ
用接続ユニット。A first annular case for holding a first terminal group, a C-shaped resistor for holding a second terminal group, and a first annular case connected to the second terminal group. A second annular case mounted with a conductor and rotatably attached to the first annular case, wherein at least one end of the C-shaped resistor is provided in the first annular case. A first terminal group connected to a conductor; one terminal of the first terminal group slides on the C-shaped resistor; and another terminal of the first terminal group slides on the first annular conductor. Connection unit for rotation angle sensor.
動の軸線方向で互いに逆向きに前記第1の環状ケース及
び前記第2の環状ケースから引き出されていることを特
徴とする請求項1記載の回転角センサ用接続ユニット。2. The first terminal group and the second terminal group are drawn out of the first annular case and the second annular case in directions opposite to each other in an axial direction of rotation. The connection unit for a rotation angle sensor according to claim 1, wherein
の環状ケースと同心状に位置が固定される第3の環状ケ
ースと、第4の端子群を保持すると共に前記第4の端子
群に接続される第2の環状導体とを搭載し、前記第2の
環状ケースと同心状に位置が固定される第4の環状ケー
スとを備え、前記第3の端子群の少なくとも一端子が前
記第2の環状導体に摺接することを特徴とする請求項1
記載の回転角センサ用接続ユニット。And a third terminal group.
A third annular case, the position of which is fixed concentrically with the annular case, and a second annular conductor which holds the fourth terminal group and is connected to the fourth terminal group. 2. A second annular case and a fourth annular case whose position is fixed concentrically, wherein at least one terminal of the third terminal group slides on the second annular conductor. 3.
A connection unit for a rotation angle sensor as described in the above.
ケースは回転の軸線方向で略同位置にあると共に、前記
第2の環状ケースと前記第4のケースが回転の軸線方向
で略同位置にあることを特徴とする請求項3記載の回転
角センサ用接続ユニット。4. The first annular case and the third annular case are substantially at the same position in the rotation axis direction, and the second annular case and the fourth case are substantially in the rotation axis direction. The connection unit for a rotation angle sensor according to claim 3, wherein the connection unit is located at the same position.
ットを第1の支持体と第2の支持体との間に介装し、前
記第1の環状ケースは前記第1の支持体に、前記第2の
環状ケースは前記第2の支持体にそれぞれ固定し、モー
タを前記第1の支持体に固定すると共に、このモータの
回動軸を前記第2の支持体に固定し、かつ前記第2の環
状ケースに同心状に固定することを特徴とするアクチュ
エータ。5. The connection unit for a rotation angle sensor according to claim 1, which is interposed between a first support and a second support, wherein the first annular case is provided on the first support. The second annular case is fixed to the second support, a motor is fixed to the first support, and a rotation shaft of the motor is fixed to the second support, and An actuator fixed concentrically to the second annular case.
ットを第1の支持体と第2の支持体との間に介装し、前
記第3の環状ケースは前記第1の支持体に、前記第4の
環状ケースは前記第2の支持体にそれぞれ固定し、モー
タを前記第1の支持体に固定すると共に、このモータの
回転軸を前記第2の支持体に固定し、かつ前記第4の環
状ケースに同心状に固定することを特徴とするアクチュ
エータ。6. A connection unit for a rotation angle sensor according to claim 3, which is interposed between a first support and a second support, wherein the third annular case is provided on the first support. The fourth annular case is fixed to the second support, a motor is fixed to the first support, and a rotation shaft of the motor is fixed to the second support, and An actuator fixed concentrically to a fourth annular case.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000321913A JP2002127074A (en) | 2000-10-17 | 2000-10-17 | Connecting unit for turning angle sensor and actuator using this connecting unit |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007165184A (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Globetech Inc | Rotary joint |
CN109638588A (en) * | 2018-12-29 | 2019-04-16 | 威海威高齐全医疗设备有限公司 | A kind of pluggable type slip ring |
JP2022505568A (en) * | 2018-10-24 | 2022-01-14 | コンメッド コーポレーション | Continuous rotation of surgical instruments |
-
2000
- 2000-10-17 JP JP2000321913A patent/JP2002127074A/en not_active Withdrawn
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